具有非互惠性三状态速度转换的跑-翻滚动力学
统计力学
2025-08-15 v1
摘要
我们研究了在一维空间中进行的具有三状态跑-翻滚动力学的主动粒子传输特性，其由自主推进速度状态 之间的非互惠性转换速率引发，显式破坏微观可逆性。与传统互惠模型不同，本文的模型构成一种最小且富有表现性的框架，用于研究由内部状态不对称性驱动的非平衡传输。通过动力学蒙特卡罗仿真和解析方法，我们描绘了粒子在转换速率空间中的传输特性。该模型表现出包括球速传输、巨型扩散以及高斯或非高斯瞬态行为的多种非平衡现象，这取决于转换速率不对称程度的不同。我们识别出转换速率空间中的一个流形，使得即使不存在微观可逆性，长时间尺度上也会出现扩散行为。我们获得了漂移、有效扩散系数以及位置分布矩的解析表达式。我们的结果表明，内部状态的不可逆性如何决定宏观传输行为，为研究超越互惠动力学下的非平衡主动运动提供了可分析的框架。
引用
@article{arxiv.2508.10213,
title = {Run-and-tumble dynamics with non-reciprocal transitions between three velocity states},
author = {Julio C. R. Romo-Cruz and Francisco J. Sevilla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10213},
year = {2025}
}